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现代汽车发布CVVD发动机技术在发动机核心技术上首次超日本《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:06:25 阅读: 来源:电热器厂家

2019-07-08 09:09:04来源:AutoLab

2019年7月3日, 现代汽车在韩国首都首尔西北的高阳现代汽车品牌体验馆发布了号称是“世界上第一款”连续可变气门时间(Continuously Variable Valve Duration)——简称CVVD技术的发动机。CVVD技术可以根据驾驶条件自行判断气门开启或关闭的时间,称该能将发动机性能提升4%,燃油效率提升5%,并减少12%的碳排放量。

对于很多消费者来说,可变气门不稀奇,那么“可变气门时间”又是个什么新鲜玩意?说得简单点,如果将气门比喻成普通的房门,普通气门控制技术只能决定门什么时候开,以及门打开多大,但开过之后就马上要关上——例如之前一家独大的本田机械式VTEC气门技术,换句话说,之前的气门控制技术没有办法控制气门开启状态下的持续时间。如果说气缸里住着一个小人,他是没有办法长时间开着“门”和邻居寒暄的。

后来,随着科技的进步,本田在气门控制技术上的优势不复存在。宝马Valvetronic和日产VEEL技术,是之前为止量产的最先进电子气门升程控制技术——除了可以控制门什么时候开之外,还能对门的开度实现不分段的无极控制,更是可以决定让门开多久……所以,宝马引入Valvetronic技术之后,连发动机的节气门都不要了,直接用进气门来实现节气门的控制功能。

此外还有凯迪拉克Tripower电子气门控制技术,除了可以像本田VTEC技术控制气门扬程三段开启之外,也同样可以控制气门开启的持续时间。

但是——这里需要强调一下,无论是宝马Valvetronic、日产VEEL还是凯迪拉克Tripower,都只能控制气门开启的持续时间,而现代CVVD还能够控制气门关闭的持续时间——现代之所以敢将CVVD称为“世界第一”,重点就在这里了!

气门开启时间持续控制的优点,这里就不费篇幅了。那么,气门关闭时间的持续控制,又能给发动机带来哪些不一样的特点?

CVVT通过控制气门开启或关闭的持续时间,就能根据不同的工况为气缸实现自由配气;再加上喷油程序的辅助,进而自由调整气缸内空燃比,从而让发动机在阿特金森循环和米勒循环之间无缝切换。

对于现代CVVD发动机来说,已经没有什么阿特金森循环、米勒循环或奥托循环的单一定义了,气缸内的配气压缩比也可以在4:1至10.5:1之间自由切换——之前日产VC-T也能实现这样的效果,但压缩比的变化范围没有这么变态。

从技术原理的角度上说,日产VC-T通过特殊机械结构对活塞位置进行控制,从而让气缸排量产生实际变化,进而实现对压缩比的调整。而现代CVVD则是通过对凸轮轴的位置进行机械干预,从而实现类似的结果。

凸轮轴从诞生之日起,就挂在气缸上方巍然不动。而韩国人不信邪,他们给双凸轮轴设计了一个电控机械调节结构,可以让两根凸轮轴在一定范围内左右移动,而且这种移动是无级可调的。

当凸轮轴向外侧移动时,凸轮和气门挺杆的接触面就会发生偏移,这个时候凸轮无法将气门完全顶开,气门扬程就变小了;如果凸轮轴继续向外移动,凸轮轴会和气门挺杆脱离接触,这个时候气门就能实现长时间关闭了。而如果凸轮轴回到起始点,凸轮轴就能实现气门的最大扬程开度。

如果车辆匀速行驶需要降低输出功率,CVVD技术可以在压缩行程走到一半的时候再关闭进气门,这有助于减少压缩阻力;进气门关闭之后,ECU再相应降低喷油量,如此便能提高燃油效率。反过来,在需要提升输出的时候,CVVD技术可以在压缩行程更早的时候关闭进气门——当然了,在压缩行程最开始的时候关闭进气门,发动机就能输出最大功率。

而且,CVVD技术还能衍生出许多“玩法”,比如说6冲程点火技术——即进气-压缩喷油-气门关闭气缸下行-再压缩-点火-排气……通过第二次压缩冲程让油气完全混合之后再点火,就能改善缸内直喷发动机在低速状态下工况不佳易积碳的问题。此外,CVVD发动机还可以轻松适配在PHEV插电混动以及HEV混动车型上……

这是内燃机发展100多年以来,又一个里程碑式的技术进步。从某种意义上说,这是韩国人在发动机核心技术上第一次超越日本人。

不过CVVD技术也有隐患,最大的问题就是气门挺杆和凸轮轴的接触部位从之前的“点接触”变成了“带状接触”,挺杆顶端的边缘部位时间长了容易出现偏磨。一旦出现偏磨,是否会对CVVD的控制精度产生负面影响还不可知。但可以想象的是,CVVT的气门挺杆成本会更高。

据悉,首台配备CVVD技术的发动机是Smartstream G1.6 T-GDi涡轮增压缸内直喷发动机,最大输出180hp/265Nm。这款发动机直喷系统的喷油压力达到了350 bar,而现有T-GDi发动机的喷油压力只有250 bar。此外,由于低摩擦组件的应用,发动机的内部摩擦减少34%……不过有意思的是,现代官方宣称这款发动机是V4发动机,然而从视频中看,这台发动机却是直列4缸发动机。

现代之前就有过V4发动机,不过从技术原理分析,双顶置凸轮轴V型发动机需要两对凸轮轴。对CVVD技术来说,同时控制两对凸轮轴,在可靠性以及成本上都没有好处。所以个人认为应该是官方笔误。

鉴于CVVD技术特点,这台全新发动机还配备了低压废气再循环( Low-Pressure Exhaust Gas Recirculation)技术,简称“LP EGR”。

LP EGR和CVVD在技术上堪称绝配。常规的废气再循环技术是直接将部分高温废气直接导入气缸,降低进气中氧气含量,进而减少喷油量,又能利用二氧化碳高比热的特性吸收气缸热量,进而达到冷却燃烧室,降低氮氧化物排放的效果。

但是这个技术最大的问题在于,进入气缸的废气本身自己的温度就不低,所以冷却气缸的效果无法进一步提升。

而LP EGR则是在涡轮增压器的前端引入低压高温废气和新鲜空气混合。如此一来废气就能在中冷器获得更好的冷却效果。在经由CVVT的配气处理,就能达到前所未有的气缸降温和氮氧化物减排效果。

据官方介绍,这款CVVD发动机已经进入大规模量产,年底将配备于新一代索纳塔上,起亚品牌也会同期共享该技术。据猜测,这款发动机在年底引入北京现代和东风悦达起亚的可能性不大,毕竟在中国进行路况验证工作是需要时间的。

搭载Valvetronic技术的最便宜宝马车也要卖40万,从这个意义看,现代CVVD发动机在市场上不缺竞争力。然而必须指出的是,韩系车在中国市场面临的问题,一向和发动机技术无关。

现代肯定会在中国端上CVVD这盘好菜,但怎么卖才是关键。

你会为现代的CVVD发动机买单吗?

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